基于单片机测量空气折射率

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1、万方数据基于单片机测量空气折射率孙琳琳，张立(北京林业大学理学院。北京100083)摘要：空气折射率的测定在众多应用领域有看重要的作用．为了能够准确、快速地测量出空气折射率，提出在Edlen经验公式的基础上，利用抗干扰能力较强的单片机系统·结合测量精度较高的温湿度传感器，构成基于单片机系统以空气中的温度、相对湿度、大气压力为参数的测定空气折射率的新的试验方法。在硬件器件测量精度较高的前提下，结合软件程序的控制与补偿，在Edlen经验公式的理论上实现测量精度迭±5×10-8及便捷、快速的测量空气折射率的目的。关键词：空气折

2、射率；传感器I温度，相对湿度l气压#Edlen公式中图分类号：TN919—34；TP212．9文献标识码：A文章编号：1004-373X(2010)22-0166·02MeasurementofAirRefractiveIndexBasedonSingle-chipMicrocomputerSUNLin-lin．ZHANGLi(CollegeofScience，BeijingForestryUniversity．Beijlng100083．China)Abstract．．Themeasurementofairrefrac

3、tiveindexplaysanimportantroleinmanyfields．Inordertoaccuratelyandquicklymeasuretheairrefractiveindex，anewmethodofcalculatingtheairrefractiveindexisparametrizedbyairtempera·ture．humidityandatmosphericpressurebasedonSCMsystem，constructed·whichusesSCMsystemwithstrong

4、anti—inter-fereneeabilityandtemperatureandhumiditysensorswithhighmeasurementaccuracybasedontheEdlenempiricalformula．Intheconditionofhighprecisionofhardwaredevicemeasurement·themeasurementaccuracyis士5X10_8basedonthetheo-ryofEdlenempiricalformulathroughcombiningthe

5、controlandcompensationofsoftwareprogram，theconvenientandfastmeasurementofairrefractiveindexarefulfilled．Keywords：airrefractiveindex!sensor；temperaturelrelativehumiditylpressure!Edlenformula0引言2Edlen经验公式简介空气折射率是表征介质光学特性的物理量，其值的测定是光学中的重要问题。在介质分析和许多科研部门中都会遇到空气折射率的测量

6、问题，如：高温物体周围温度场分布的测量、风洞气流图样绘制、飞行器的空气动力学分析等u]。所以，能够准确、快速地测量出空气折射率是非常重要。为此利用单片机系统集成度高、传感器的测量精度好等特点，提出在Edlen经验公式的基础，以空气中的温度、相对湿度、大气压力为参数，测量空气折射率的新方法。1设计思想基于单片机系统的控制，利用高精度的温湿度传感器和压力传感器，分别对空气的温度、相对湿度和压力进行测量。并以它们为参数，带入到Edlen公式最终计算出空气折射率‘纠。收稿日期：2010-05-13基金项目：中央高校基本科研业务费

7、专项资金资助(YX2010—12)1662．1Elden经验公式的由来1965年BengtEdlen把Barrel和Searr的实验结果与Loronz—Lorentz公式推导出来的结果统一起来，给出了气压为13300～107000Pa、温度为5～30℃都适用的一组公式口]。在氦氖激光器波长A=0，6328pm的情况下，这组公式为l，，、P(卵一1)，‘"一1¨2丁丽再石‘1+10-8(0．613—0．00998z)P，。(1+0．0036610t)⋯式中；P为实测的大气压强(Pa)；t为实测的空气温度(℃)；卵f．P为标

8、准空气的折射率；行；为标准空气在1个标准大气压和15℃时的折射率。由下式给出(n--1)。的表达式：(力一1)。X108=lP=Iatm,t=15℃．。，：300Ⅲ=8342．13+2406030(130一cr2)q+15997(38．9一矿)-1(2)式中；口为光在真空中的波数(tim_1)。式(1)，式(2)所适